水能

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水能(Hydroenergy)

目录

什么是水能[1]

  水能是指水体的动能、势能和压力能等能量资源,是一种可再生能源,是清洁能源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源,是常规能源一次能源

水能的利用[2]

  在地球上,海水朝夕涨落,江河日夜奔流.海水涨落和江河的奔流都具有大量的动能。

  早在一千九百多年前,我们的祖先就制造了木制的水轮,利用流水冲击水轮转动带动水磨来碾谷子、磨面.流水的动能通过带动水轮转化为水轮的动能.由于物体的动能大小取决于物体的质量和速度,所以水轮应安装在水的流量大、流速大的地方.人类社会进入19世纪,人们掌握了电的知识,能利用水轮机带动发电机发电,再把电输送到工厂中去,这样,工厂就可以建造在远离江河的更合适的地方.在河流上选择合适的地方修筑拦河坝提高上游水位,水位越高、水量越大,水具有的重力势能也越大,当水流下时转化成的动能也越大.水通过进水闸门和导管流下来带动水轮机工作,从而带动发电机发电.现代大型水电站的拦河坝的高度超过了300m。

  海水潮汐也具有巨大的能量.人们在潮汐发电方面的研究已经取得了成功,利用海水涨潮和退潮时海水的动能带动水轮机工作。

水能的优缺点

水能的优点

  水能其优点是成本低、可连续再生、无污染。首先水能是可以再生的能源,能年复一年地循环使用,而煤炭石油天然气都是消耗性的能源,逐年开采,剩余的越来越少,甚至完全枯竭。其次水能用的是不花钱的燃料,发电成本低,积累多,投资回收快,大中型水电站一般3~5年就可收回全部投资,水能没有污染,是一种干净的能源。再次就是水电站一般都有防洪启溉、航运、养殖、美化环境、旅游综合经济效益,水电投资跟火电投资差不多,施工工期也并不长,属于短期近利工程。还有就是水能需要的操作、管理人员少,一般不到火电的三分之一人员就足够了。另外水能的运营成本低,效率高,可按需供电,控制洪水泛滥,提供灌溉用水,改善河流航动。

水能的缺点

  不利方面有:水能分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。水容易受到污染,也容易被地形,气候等多方面的因素所影响。生态破坏:大坝以下水流侵蚀加剧,河流的变化及对动植物的影响等。不过,这些负面影响是可预见并减小的。如水库效应。需筑坝移民等,基础建设投资大,搬迁任务重。降水季节变化大的地区,少雨季节发电量少甚至停发电。

我国水能资源及特点[3]

我国水能资源

  我国不论是水能资源蕴藏量,还是可能开发的水能资源,中国在世界各国中均居第一位。最新普查结果显示,我国水能资源理论蕴藏量的总规模是6.89×108kw,技术可开发量是4.93×108kW经济可开发量是3.95×108kW。据统计,中国水能资源可能开发率(即可能开发的水能资源的年发电量与水能资源蕴藏量的年发电量之比)为32%,可能开发的水能资源装机容量为3.78×108kw,年发电量为1.92×10”kW·h。

我国水能资源的特点

  (1)总量丰富,人均资源量不高。水能资源量居世界第一,人均资源量却只占世界平均水平的2/3左右。

  (2)资源分布不均匀。水能资源主要分布在西南、西北等地区,约占总水能资源量的80%,经济发达的东部沿海地区只占6%。如长江、金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、红水河、澜沧江、黄河和怒江等大江大河的干流水能资源丰富,总装机容量约占全国经济可开发量的60%,具有集中开发和规模外送的良好条件。

  (3)江河水量变化大。年内由于雨季集中,江河会出现季节性枯、丰水现象;年际降水量变化也较大,长江、珠江、松花江最大年际流量与最小年际流量之比可达2~3倍,淮河、海河则可高达15~20倍。

  (4)水能资源可开发率较低。约为32%,与发达国家有较大差距,例如,美国在1986年时已开发43.3%,加拿大在1997年时已开发42.9%,日本在1986年时已开发95.0%,法国在1986年时已开发92.1%,意大利在1986年时已开发93.0%,西班牙在1997年时已开发61.6%。

中国水能的发展现状[3]

  水能发展现状水力发电是最成熟的可再生能源发电技术,在世界各地得到广泛应用。到2005年年底,全世界水电总装机容量约为8.5×108kW。目前,经济发达国家水能资源已基本开发完毕,水电建设主要集中在发展中国家。我国十分重视水能资源的开发,近年来水能开发有以下特点:

  1、水电装机容量逐年上升,但占总装机容量比例略有下降。从发电量来看,水电装机容量逐年上升,截至2005年年末,我国水电装机容量达1.17×108kW(包括约7.0×108kW抽水蓄能电站),年发电量为3.952×10¨kW·h;然而水力发电量比例从1983年的32%开始逐年减少,2002年底比例减少到14.9%,2003年和2004年比例又减少到14.8%和15.09%,2005年有所回升,至19.4%。同样,水电占总装机容量的比例也呈轻微下降趋势,2003年水电装机容量比例为24.0%,2004年水电装机占23.79%,2005年下降至22.9%。

  2、水电装机容量和发电量较为集中。主要分布在西南、中南和华中地区,其中,四川、重庆、湖北和湖南占总发电量的34%;福建、云南、贵州等地区的水电发电量占全国的25%;而山东、内蒙古、江苏、河北等地区的水电之和不到全国的1%。

  3、小水电资源丰富。目前,小水电已经发展成为我国最大、发展最快的新能源利用领域。我国小型水电站的理论资源是1.8×108kW,技术可开发资源量是7.5×107kW,其中单站装机容量为0.1~50MW的技术可开发量约为1.28×108kW,年发电量约为4.5×1011kW·h。遍及全国30个省(区、市),1600多个县(市),其中四川、西藏、云南、新疆是小水电资源技术可开发重点省份。

  4、小水电发展迅速,其发电量占全国水电发电量的1/3。截至2004年年底,全国30个省(区、市),共建成了4.2万多座小水电站,装机容量达3.87×lo4MW,年发电量达1.1046×10儿kW·h,分别占全国水电总装机容量1.0524×105MW的36.7%,全国水电总发电量3.31×10”kW·h的33.4%。2005年农村水电新增装机突破5300MW,年发电量为1.38×1011kW·h。全国已建成653个农村水电初级电气化县,并正在建设400个适应小康水平的以小水电为主的电气化县。

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参考文献

  1. 贵阳市社会科学界联合会编著.贵阳市发展低碳经济干部读本.贵州人民出版社,2010.07.
  2. 薛金星主编.初中物理基础知识手册第8次修订.北京教育出版社,2010.03.
  3. 3.0 3.1 卢平主编.能源与环境概论.中国水利水电出版社,2011.01.

  

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